JP2001118220A

JP2001118220A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法、ならびにそれを用いた磁気記録再生装置

Info

Publication number: JP2001118220A
Application number: JP29295799A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hasegawa; 賢治長谷川; Hiroyuki Hasegawa; 博幸長谷川; Takeshi Takahashi; 高橋　　健; Hiromi Takeda; 裕美武田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ヘリカルスキャン型磁気記録再生装置に好適
な、磁気ヘッドの摩耗が少なく、ヘッドタッチの良い磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを提供する。【解決手段】磁気抵抗効果素子１を有する薄膜磁気ヘ
ッドを一対の基板４、５によって挟持する。薄膜磁気ヘ
ッドの磁気テープとの摺動面７に、磁気抵抗効果素子１
を囲むように溝６を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＶＴＲ、テープス
トリーマ等の高密度に記録された磁気記録媒体から情報
を再生する薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法、ならび
にこの薄膜磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、映像信号のディジタル化やコンピ
ュータ関連技術の進歩によって、取り扱う情報量は飛躍
的に増加してきている。これらの情報を記録し、必要に
応じて再生するディジタルＶＴＲやテープストリーマ等
の磁気記録再生装置においては、大量の情報を高速で扱
えるように、磁気記録再生系の能力を向上する必要性が
高まっている。このため、磁気ヘッドの記録能力や再生
能力を向上させるさまざまな取組みがなされている。従
来、これらの磁気記録再生装置に用いられてきたインダ
クティブ型磁気ヘッドにおいては、再生出力は磁気コア
の材料の透磁率に依存するために、磁気コアに用いる磁
性材料の透磁率を改善し、磁気抵抗をできるだけ小さく
して磁気ヘッドの再生効率を高めるといったアプローチ
がされている。実際に、軟磁性金属薄膜を磁気コアに用
いた積層型磁気ヘッドが開発され、ＶＴＲ用やテ−プス
トリ−マ用に製品化されている。

【０００３】しかしながら、磁性材料の透磁率の改善に
はおのずと限界があり、磁気コアの磁気抵抗を無限に小
さくすることはできない。そのため、再生出力も飛躍的
に改善することが困難である。再生ヘッドとしてインダ
クティブ型磁気ヘッドを用いた磁気記録装置の面記録密
度は大幅な改善が難しい状態になりつつある。

【０００４】図１１に従来の積層型磁気ヘッドの斜視図
を示す。磁気ヘッドは、例えばＦｅＴａＮ膜よりなる金
属磁性膜とＳｉＯ₂からなる非磁性膜とを交互に積層し
て作製した積層磁性体膜９２、９６が例えばチタン酸カ
ルシウム系のセラミックス基板よりなる非磁性基板９
１、９３、９５、９７によって挟み込まれてなる一対の
積層膜磁気コア半体９４、９８が、上記積層磁性体膜９
２、９６の端面同士を互いに突き合わせるようにして接
合され、磁気ギャップ９９を形成している。磁気ヘッド
には、コイルを捲回するための巻線窓８９がヘッド厚さ
方向に貫通して設けられている。積層膜磁気コア半体９
４、９８はボンディングガラス９０により接合されてい
る。また、磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を
良くするために、例えばダイシングソーで摺動面を所定
の幅に加工している。磁気テープと接触する磁気ヘッド
摺動面のサイズは、ヘッドタッチを良くするため、長さ
が１〜１．５ｍｍ、幅が６０〜８０μｍ程度に設定され
る。ヘッド寿命を延ばすためには、摺動面のサイズを大
きくして接触面圧を下げることが有効であるが、摺動面
を過度に大きくするとヘッドタッチが悪くなってエンベ
ロープ形状が悪化する。

【０００５】一方で、インダクティブ型磁気ヘッドとは
異なる再生原理を用いた磁気ヘッドが開発され、実用化
されている。この磁気ヘッドは、再生用に磁気抵抗効果
素子を用いた磁気ヘッド（以下、「ＭＲヘッド」と記
す）である。ＭＲヘッドでは再生出力は、ＭＲヘッドと
磁気記録媒体との相対速度に依存せず、印加するセンス
電流に比例する。この特徴を生かし、ヘッドと磁気記録
媒体との相対速度が極端に遅いディジタルオーディオ等
の磁気記録装置や、記録密度が極端に高いためにインダ
クティブ型磁気ヘッドでは出力が十分得られないハード
ディスク装置等の磁気記録装置でＭＲヘッドが使われて
きている。また、ＭＲヘッドは磁気回路がコンパクトで
あるとともに、インダクティブ型ヘッドのように外部に
コイルを巻く必要がないため、ヘッド形状を比較的自由
な形に設計することが可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ＶＴＲ等のヘリカルス
キャン型磁気テープ装置においても、このＭＲヘッドを
利用して磁気テープ装置の記録密度を高めようという取
組みが始まっている。しかし、ヘリカルスキャン型磁気
テープ装置にＭＲヘッドを採用するにあたっては、ＭＲ
ヘッドの低い耐摩耗性を改善する必要がある。これま
で、ＭＲヘッドは、摩耗をあまり意識しなくてよい用途
のみで使われてきた。ハードディスク装置では、ＭＲヘ
ッドは、起動、停止時以外は高速で回転する媒体面に近
接して浮上しているため、媒体と接触することがほとん
どなく、数万時間の利用後でも磁気ヘッドはほとんど摩
耗しない。また、ディジタルコンパクトカセットテープ
装置（ＤＣＣ）では、磁気テープの走行速度が非常に遅
く、ＭＲヘッドと磁気テープの摺動面積も大きいため、
ＭＲヘッドへの圧力が小さく摩耗しにくい。

【０００７】これに対し、ヘリカルスキャン型磁気テー
プ装置においては、磁気ヘッドと磁気テープとの摺動面
積が小さいために、磁気ヘッドへの圧力が高くなる。し
かも、磁気ヘッドと磁気テープとは１０ｍ／秒を越える
程度の高い相対速度で摺動するために、ヘッド摩耗に対
しては厳しい条件となる。また、線記録密度が極めて高
いため、磁気ヘッドの摺動面を十分に保護するために厚
い保護膜を形成すると、スペーシングロス（磁気記録媒
体と磁気ヘッドとの空隙による磁界の強度の低下による
損失）が大きくなって磁気ヘッド出力が低下する。

【０００８】ＭＲヘッドは、磁気テープとの摺動面に対
して垂直な方向の高さ（以下、「ヘッド高さ」と記す）
方向には微小な距離を保つように設計されている。ＭＲ
ヘッドでは、流入する磁束によりヘッドの磁化の方向が
回転してヘッドの抵抗値が変化する。ＭＲヘッドに電流
を流すと、抵抗値の変化に相当する電圧がヘッドの両端
に発生し、磁気記録媒体に記録された情報の再生信号電
圧として取り出すことができる。しかし、磁気記録媒体
からの磁界の強さは、ヘッド高さ方向に対して指数関数
的に減少する。磁気記録媒体上にＭＲヘッドを配置した
場合、ヘッド高さ方向には数μｍ程度で流入磁束は大き
く減衰してしまう。

【０００９】仮にＭＲヘッドのヘッド高さを高くした場
合、磁気記録媒体から離れた部分には磁束がほとんど流
入せず、抵抗値も変化しない。電気回路として見た場
合、ＭＲヘッド表面の抵抗値の変化する部分と、媒体か
ら離れた抵抗値のほとんど変化しない部分とは、見かけ
上並列に接続されている。このため、取り出せる再生信
号電圧の振幅が小さくなり、出力が低下する。従って、
ＭＲヘッドを設計する上では、できるだけヘッド高さを
小さく設計することが肝要である。実際に、ＭＲヘッド
を採用する磁気記録再生装置では、通常、ＭＲヘッドの
ヘッド高さを必要最小限に抑えて設計されている。

【００１０】しかし、ヘリカルスキャン型磁気テープ装
置用のＭＲヘッドでは、ヘッド高さを低くすると、ＭＲ
ヘッドは短時間で摩耗して十分な出力が得られなくなっ
てしまう。また、ＭＲヘッド自体の断面積が摩耗の進行
とともに減少し、ＭＲヘッドの抵抗値が増加していくた
め、信号を検出するために与えるセンス電流により発生
するジュール熱でＭＲヘッドが破損するおそれが生じ
る。

【００１１】また、ＭＲヘッドが有する磁界の強さと抵
抗変化との関係（ＭＲヘッドの感度）の非線形性により
生じる信号歪の問題も摩耗の影響を受ける。ＭＲヘッド
においては、感度を表す曲線は磁界の方向に対して左右
対称である。そのため、感度の線形性が悪く、記録され
た信号の正負が判別できない。そこで、ＭＲヘッドは、
一般に、一方向のバイアス磁界を印加し、感度の線形性
がよく、かつ正負が判別できる状態で使用される。この
一方向に印加するバイアス磁界は横バイアスと呼ばれ
る。横バイアスの印加方法にはさまざまな方法がある
が、最もよく用いられるのはＭＲヘッドの近傍に磁性体
を配置して、その磁界をＭＲヘッドの高さ方向に印加す
るものである。ＭＲヘッドの感度がよく、かつ歪が少な
くなるのは、巨視的に見たＭＲヘッドの磁化方向が面内
で４５度傾いた状態である。この状態を実現するために
ＭＲヘッドの近傍に配置する磁性体の膜厚や残留磁化
は、ＭＲヘッドの形状や磁気特性を十分考慮した上で決
定される。

【００１２】しかし、ＭＲヘッドの形状が摩耗により変
化すると、初期に最適なバイアス磁界が印加されるよう
に磁性体を配置したとしても、摩耗に伴ってＭＲヘッド
の反磁界の状態が変化する。その結果、ＭＲヘッド内の
磁化の状態が最適状態から外れてくる。また、場合によ
っては近傍に配置した磁性体の形状が摩耗により変化す
ることで、横バイアス磁界そのものが最適点からずれる
可能性もある。

【００１３】摩耗による破損を避けるために、ＭＲヘッ
ドのヘッド高さをインダクティブ型磁気ヘッド並みの１
０〜２０μｍとすると、ＭＲヘッドの優れた特徴である
高い再生出力が犠牲となってしまう。さらに、使用開始
の初期と、長時間使用して摩耗した後まで横バイアスを
常に最適に保つことが困難となる。

【００１４】以上の観点から、ヘリカルスキャン型磁気
テープ装置にＭＲヘッドを用いる場合には、ヘッドの摩
耗をできるかぎり少なくする必要がある。一方、ＭＲヘ
ッドから良好な再生信号を得るためには、ヘッドタッチ
を良好に保つ必要がある。そこで、本発明は、摩耗が抑
制され、ヘッドタッチが良好な薄膜磁気ヘッドおよびそ
の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明
の別の目的は、摩耗が少なく、ヘッドタッチが良好な薄
膜磁気ヘッドを用い、優れた再生出力を長時間安定して
得られる磁気記録再生装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果素子を備
えた薄膜磁気ヘッドであって、磁気記録媒体との摺動面
に凹部が形成されていることを特徴とする。磁気記録媒
体との摺動面に凹部を形成することにより、ヘッドタッ
チが良好で摩耗も少ない薄膜磁気ヘッドを得ることがで
きる。

【００１６】本発明の薄膜磁気ヘッドでは、磁気記録媒
体との摺動方向に実質的に平行な方向および上記摺動方
向に実質的に垂直な方向から選ばれる少なくとも一方の
方向に沿って凹部が形成されていることが好ましい。本
発明の薄膜磁気ヘッドは、上記いずれかの方向に沿って
形成され、磁気抵抗効果素子を挟むように配置された一
対の凹部を含むことが好ましく、磁気抵抗効果素子を囲
むように形成された凹部を含むことがさらに好ましい。
この場合は、磁気抵抗効果素子を囲む凹部が、摺動面を
平面視により観察して略矩形となるように形成されてい
ることが特に好ましい。

【００１７】本発明の薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果
素子を構成する材料よりも耐摩耗性に優れた材料が上記
磁気抵抗効果素子を囲むように配置され、上記材料に凹
部が形成されていることが好ましい。また、磁気抵抗効
果素子を構成する材料よりも耐摩耗性に優れた膜が摺動
面に形成されていることが好ましい。これらの好ましい
例によれば、ヘッドの摩耗をさらに抑制できる。

【００１８】本発明の薄膜磁気ヘッドの第１の製造方法
は、第１の基板上に複数の磁気抵抗効果素子を形成する
工程と、前記磁気抵抗効果素子を覆うように前記第１の
基板上に保護膜を形成する工程と、前記第１の基板と第
２の基板とを前記保護膜を形成した面が内側となるよう
に接合してヘッドバーを作製する工程と、前記第１の基
板と前記第２の基板との接合面が露出している前記ヘッ
ドバーの表面に凹部を形成する工程と、前記磁気抵抗効
果素子および前記接合面が各個片に含まれるように前記
ヘッドバーを切断して前記各個片を薄膜磁気ヘッドとす
る工程と、を含むことを特徴とする。

【００１９】本発明の薄膜磁気ヘッドの第２の製造方法
は、第１の基板上に複数の磁気抵抗効果素子を形成する
工程と、前記磁気抵抗効果素子を覆うように前記第１の
基板上に保護膜を形成する工程と、前記第１の基板と第
２の基板とを前記保護膜を形成した面が内側となるよう
に接合してヘッドバーを作製する工程と、前記磁気抵抗
効果素子が各突出部に含まれ、前記第１の基板と前記第
２の基板との接合面が前記各突出部において露出するよ
うに、前記ヘッドバーに複数の突出部を形成する工程
と、前記各突出部を挿入したときに前記各突出部との間
に隙間が確保されるように第３の基板に複数の開口部を
形成する工程と、前記隙間が確保されるように前記各突
出部を前記開口部に挿入した状態で前記第３の基板を前
記ヘッドバーに固定する工程と、前記磁気抵抗効果素子
が各個片に含まれるように前記ヘッドバーを切断して前
記各個片を薄膜磁気ヘッドとする工程と、を含むことを
特徴とする。

【００２０】これらの製造方法によれば、耐摩耗性に優
れ、ヘッドタッチが良好な薄膜磁気ヘッドを効率よく製
造できる。

【００２１】本発明の磁気記録再生装置は、上記薄膜磁
気ヘッドを外周面に備えた回転ドラム装置と、磁気テー
プを案内して上記外周面に上記磁気テープを当接させる
テープ案内機構とを備えたことを特徴とする。上記薄膜
磁気ヘッドを用いることにより、ヘッドタッチが良く、
信頼性が高い磁気記録再生装置を提供できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照して説明する。（実施の形態１）図１に示した薄膜磁気ヘッドは、Ｎｉ
Ｆｅ、ＦｅＣｏ等の異方性磁気抵抗効果を有する磁性材
料、あるいは巨大磁気抵抗効果を有する磁性材料により
所定のパターンを形成した磁気抵抗効果素子（以下、
「ＭＲ素子」と記す）１を有するＭＲヘッドである。Ｍ
Ｒ素子１は、この素子を保護するために保護膜２を介し
て一対の基板４、５により挟持されている。保護膜２
は、ＭＲ素子１の少なくとも一方に配置される。

【００２３】保護膜２は、非磁性材料を用いて形成する
ことが好ましく、具体的には、ホウケイ酸ガラス、鉛ガ
ラス等の低融点ガラス、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂等の酸化
物、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＴａＮ等の窒化物が適している。また、
基板４，５の材料としては、耐摩耗性に優れた材料が好
ましく、具体的には、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ（以下、「アル
チック」と記す）、ＭｎＺｎフェライト、ＮｉＺｎフェ
ライト等の磁性フェライト、Ｚｎフェライト等の非磁性
フェライト、アルファへマタイト、ＮｉＯ−ＴｉＯ₂−
ＭｇＯ、ＴｉＯ₂−ＣａＯ、ＮｉＯ−ＭｎＯ等のセラミ
ックスを用いることができる。薄膜磁気ヘッドへの磁気
的影響を低減するためには、基板として非磁性材料を用
いることが好ましい。

【００２４】磁気テープと接触する摺動面７には、ＭＲ
素子１を含む磁気コアの周囲に略矩形の溝（凹部）６が
形成されている。溝６は、基板４，５および保護膜２を
所定の幅および深さに加工することにより形成される。
この溝６は、例えば放電加工によって形成される。特に
制限されないが、溝の幅は、１０μｍ以上１００μｍ以
下が好ましく、例えば６０μｍ程度であり、溝の深さ
は、１０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、例えば３
００μｍ程度である。溝は、磁気テープの摺動方向（長
さ方向）とこの方向に垂直な方向（幅方向）に沿った辺
を含む矩形となるように形成されている。

【００２５】摺動面７は、長さ１ｍｍ以上３ｍｍ以下、
例えば２ｍｍ、幅１００μｍ以上５００μｍ以下、例え
ば幅３００μｍが好ましい。摺動面７の面積は、０．１
ｍｍ ²以上が好ましい。ヘッドへの圧力を低減するため
である。また、溝に囲まれた摺動面は、長さ０．５ｍｍ
以上２ｍｍ以下、例えば１ｍｍ、幅３０μｍ以上１００
μｍ以下、例えば幅６０μｍが好ましい。溝に囲まれた
摺動面の面積は、０．０１５ｍｍ²以上０．２ｍｍ²以下
が好適である。

【００２６】なお、上記薄膜磁気ヘッドでは、一方の基
板５の高さを他方の基板４の高さより低くしてＭＲ素子
１の下方の端子部３を露出させている。この端子部は、
図示しない外部回路との接続に用いられる。

【００２７】ＭＲヘッドの形態としては、シールド型Ｍ
Ｒヘッド、アンシールド型ＭＲヘッド、デュアルストラ
イプ型ＭＲヘッド、縦型ＭＲヘッド、フラックスガイド
型ＭＲヘッド等の種々の形態のものを用いることができ
る。ＭＲヘッドは、高周波スパッタリング等のスパッタ
リング法や蒸着法により磁気抵抗効果を有する薄膜を形
成し、フォトリソグラフィーとイオンミリング法、ケミ
カルエッチング法により所定のパターンを形成して作製
することができる。

【００２８】上記薄膜磁気ヘッドでは、磁気ヘッド摺動
面の面積が大きいために、磁気テープの接触面圧が小さ
くなり摩耗量が少なくなる。また、溝の効果により磁気
テープがヘッドへと引き寄せられてヘッドタッチが良好
に保たれる。

【００２９】（実施の形態２）図２に示した薄膜磁気ヘ
ッドでは、摺動面の外縁部を構成する基板１７に貫通孔
１８が形成され、この貫通孔１８から、保護膜１２を介
してＭＲ素子１１を挟持する一対の基板からなる磁気コ
ア１９が露出している。基板１７の貫通孔１８は、例え
ば放電加工機やレーザー加工機で形成することができ
る。磁気コア１９の周囲には、貫通孔１８の内壁との間
に、実施の形態１の溝６（図１）と同様の形状の間隔１
６が保持されている。なお、この薄膜磁気ヘッドにおい
ても、基板１７の下方において、一方の基板１５の高さ
を他方の基板１４の高さより低くしてＭＲ素子１の下方
の端子部１３を露出させている。

【００３０】この薄膜磁気ヘッドにおけるＭＲ素子、保
護膜、各基板に用いることができる材料は、上記と同様
である。特に、基板１７には、例えば非磁性単結晶フェ
ライトのように耐摩耗性に優れた材料を用いることが好
ましい。また、摺動面全体、溝の囲まれた摺動面、溝の
大きさや面積の好ましい範囲も、上記と同様である。ま
た、ＭＲヘッドの形態としても、上記に例示した各形態
とすることができる。

【００３１】上記薄膜磁気ヘッドにおいても、磁気ヘッ
ド摺動面の面積が大きいために、磁気テープの接触面圧
が小さくなり摩耗量が少なくなる。また、溝の効果によ
り磁気テープがヘッドへの引き寄せられてヘッドタッチ
が良好に保たれる。

【００３２】（実施の形態３）図３に示した薄膜磁気ヘ
ッドでは、ＭＲ素子２１を保護膜２２を介して一対の基
板２４，２５が挟持している。図３において、基板２
４，２５と保護膜２２には、井の字状に溝２６，２７が
形成されている。溝２６、２７は、それぞれ、互いに平
行な一対の溝であり、これらの一対の溝同士が互いに直
交するように摺動面に配置されている。溝２６，２７
は、例えばダイシングソーにより研削して形成できる。
この薄膜磁気ヘッドでも、一方の基板２５の高さを他方
の基板２４の高さより低くしてＭＲ素子２１の下方の端
子部２３を露出させている。

【００３３】この薄膜磁気ヘッドにおけるＭＲ素子、保
護膜、各基板に用いることができる材料は、上記と同様
である。また、摺動面全体、溝の囲まれた摺動面、溝の
大きさや面積の好ましい範囲も、上記と同様である。ま
た、ＭＲヘッドの形態としても、上記に例示した各形態
とすることができる。

【００３４】上記薄膜磁気ヘッドにおいても、磁気ヘッ
ド摺動面の面積が大きいために、磁気テープの接触面圧
が小さくなり摩耗量が少なくなる。また、溝の効果によ
り磁気コア周辺の磁気テープが引き寄せられてヘッドタ
ッチが良くなる。

【００３５】（実施の形態４）図４に示した薄膜磁気ヘ
ッドは、図３に示した薄膜磁気ヘッドの摺動面に、耐摩
耗膜２８が形成されている。耐摩耗膜２８としては、例
えばプラズマＣＶＤ法等により形成されたＤＬＣ（ダイ
ヤモンドライクカーボン）が好適である。耐摩耗膜２８
の厚さは、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下が好ましい。

【００３６】耐摩耗膜２８としては、ＤＬＣに限らず、
立方晶窒化ホウ素膜、ＳｉＣ、ＣｒＮ、ダイヤモンド、
炭素、ＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴａＣ、
ＺｒＣ等の薄膜を用いることができる。また、耐摩耗膜
２８の形成方法としても、プラズマＣＶＤ法に限らず、
スパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法等
を用いることができる。

【００３７】耐摩耗膜を形成した上記薄膜磁気ヘッドに
よれば、さらに摩耗量を少なくすることができる。

【００３８】（実施の形態５）以下、本発明の薄膜磁気
ヘッドの製造方法の一形態について図５（ａ）〜図５
（ｆ）を順に参照しつつ説明する。まず、図５（ａ）に
示すように一対のアルチック基板３０ａ、３０ｂを準備
し、ＭＲ素子を作製するために基板表面を鏡面研磨し
た。

【００３９】次に、図５（ｂ）に示すように、一方のア
ルチック基板３０ａ上に、マグネトロンスパッタリング
法、蒸着法、フォトリソグラフィーおよびイオンミリン
グ法とケミカルエッチング法を組み合わせて複数のＭＲ
素子３１を作製した。ただし、製法は上記に限られず、
例えばマグネトロンスパッタリング法に代えて反応性ス
パッタ法を用いてもよい。また、ＭＲヘッドは、ＳＡＬ
バイアス法を用いたシールド型ＭＲヘッドとしたが、磁
気抵抗効果を有する薄膜を用いたＭＲヘッドであれば特
に制限されない。なお、ＭＲ素子３１のトラック幅Ｔは
５μｍとした。

【００４０】さらに、基板３０ａ上に、磁気テープとの
摺動時にＭＲ素子３１を保護するように、保護膜３２を
厚さ１０μｍとなるように形成した。ここでは、保護膜
の材料としてＡｌ₂Ｏ₃を用いた。引き続いて、図５
（ｃ）に示すように、ＭＲ素子３１および保護膜３２を
形成したアルチック基板３０ａと、この基板３０ａより
も高さが低いアルチック基板３０ｂとを、ＭＲ素子３１
を形成した面が基板間に挟まれるように、摺動面となる
上面が面一となるように突き合わせてエポキシ系接着剤
で接合し、ヘッドバー３３を作製した。なお、接合に際
しては、接着剤による接着層の厚さが薄くなるように、
接着温度および接合圧力を制御することが好ましい。

【００４１】次に、図５（ｄ）に示すように、磁気テー
プとの摺動面となる面（基板３０ａ，３０ｂが露出して
いる面）に、各ＭＲ素子を囲むように矩形の溝３４を形
成した。ここでは、溝３４が囲む領域を長さ１ｍｍ、幅
６０μｍとした。また、溝の幅は３０μｍ、深さは１０
０μｍとした。溝３４は放電加工機を用いて形成した。

【００４２】続いて、図５（ｅ）に示すように、ヘッド
バー３３を切断線３９に沿ってスライスして長さ２ｍ
ｍ、厚さ３００μｍのヘッドチップ３５を作製した。切
断線３９は、各線の間にＭＲ素子が１つずつ含まれるよ
うに設定した。

【００４３】最後に、図５（ｆ）に示すように、ヘッド
チップ３５をベースプレート３６に貼り付けた。さら
に、薄膜磁気ヘッドの摺動面を研磨して、ＭＲヘッドの
ヘッド高さおよび薄膜磁気ヘッドの摺動面形状を調整し
た。ここでは、摺動面を所定の径に沿って形成した。ま
た、ヘッド高さは５μｍとした。こうして、回転ドラム
搭載用薄膜磁気ヘッドを作製した。

【００４４】上記薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、
ヘッドバーを分割して薄膜磁気ヘッドを製造するため、
本発明の薄膜磁気ヘッドを効率良く製造できる。

【００４５】なお、上記実施の形態において、採用した
材料、寸法は、あくまでも一例であってこれに限定され
ない。また、上記では、溝を形成するために放電加工機
を用いたが、これに限ることなく、レーザー加工機等を
用いてよい。

【００４６】（実施の形態６）本発明の薄膜磁気ヘッド
の製造方法の別の一形態について図６（ａ）〜図６
（ｈ）を順に参照しつつ説明する。図６（ａ）〜図６
（ｂ）の工程は、上記実施の形態で説明したとおりであ
る。ただし、ここでは、基板として、ＮｉＺｎ基板板４
０ａとＺｎフェライト基板４０ｂとを用いた。また、保
護膜４２を形成した後、さらに両基板４０ａ，４０ｂの
接合面に、それぞれ、厚さ約１０ｎｍのＣｒ薄膜と、厚
さ３００ｎｍ〜５００ｎｍのＡｕ薄膜をこの順に形成し
た。これらの薄膜は、露出している端子部上を除いて形
成した。

【００４７】次に、図６（ｃ）に示すように、ＭＲ素子
４１を内側として、ＮｉＺｎ基板４０ａともう一方の高
さの低いＺｎフェライト基板４０ｂとを磁気テープとの
摺動面となる上面が面一となるように突き合わせ、所定
の温度で加圧して金属接合することによりヘッドバー４
３を作製した。接合条件としては、例えば圧力１０ＭＰ
ａ、温度３００℃程度が好適である。

【００４８】引き続いて、図６（ｄ）に示すように、ヘ
ッドバー４３の各ＭＲ素子の周囲をダイシングソーを用
いて研削し、突出部４３を形成した。各突出部４３にお
ける摺動面は、長さ１ｍｍ、幅６０μｍとした。また、
切り込み深さはＭＲヘッドのヘッド高さより十分大き
く、切り込みの位置はＭＲ素子４１の磁極近傍ではある
がＭＲ素子４１にはかからないように制御した。

【００４９】さらに、図６（ｅ）に示すように、非磁性
単結晶フェライト基板４５に、研削した突出部４３を挿
入するための貫通孔４４を放電加工機を用いて形成し
た。貫通孔の大きさは、研削した突出部を貫挿したとき
に、このヘッドバーの全周に６０μｍの間隔が確保され
る大きさとした。

【００５０】次いで、図６（ｆ）に示すように、貫通穴
４４を形成した基板４５を、突出部４３を形成したヘッ
ドバーの上に、ヘッドバーが貫通孔に収容されるように
重ね、エポキシ系の接着剤で基板４５をヘッドバーに接
着した。

【００５１】さらに、図６（ｇ）に示すように、ヘッド
バー４３を切断線４９でスライスして、長さ２ｍｍ、厚
さ３００μｍのヘッドチップ４６を作製した。ここで
も、各切断線４９は、その間にＭＲ素子が各１個含まれ
るように配置されている。

【００５２】最後に、図６（ｈ）に示すように、ヘッド
チップ４６をベースプレート４７に貼り付けて、実施の
形態５と同様、ヘッド摺動面を研磨して、ＭＲヘッドの
ヘッド高さおよび磁気ヘッドの摺動面形状を調整した。

【００５３】上記薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、
ヘッドバーを分割して薄膜磁気ヘッドを製造するため、
本発明の薄膜磁気ヘッドを効率良く製造できる。また、
上記実施の形態において、採用した材料、寸法は、あく
までも一例であってこれに限定されない。例えば、上記
では、溝を形成するために放電加工機を用いたが、これ
に限ることなく、レーザー加工機等を用いてもよい。ま
た、形成する薄膜としてＣｒおよびＡｕを用いたが、例
えばＣｒの代わりにＴｉ等を、Ａｕの代わりにＰｔ等を
用いてもよい。

【００５４】（実施の形態７）以下、本発明の磁気記録
再生装置の一形態について、図７〜図１０を参照しつつ
説明する。

【００５５】本実施形態の回転ドラム装置は、図７に示
すように、下ドラム５３、上回転ドラム５０、および磁
気ヘッド５４を有している。図示しない磁気テープは、
リード５５に沿って上回転ドラム５０の回転軸に対して
傾斜した状態でドラム面に沿って走行する。このよう
に、磁気ヘッド５４と磁気テープとの摺動面は、磁気テ
ープの走行方向に対して傾斜している。また、上回転ド
ラム５０と磁気テープとが密着しながら安定して摺動す
るように、上回転ドラム５０には複数の溝５１が設けら
れており、磁気テープと上回転ドラムとの間に巻き込ま
れた空気は、この溝５１を通して排出される。

【００５６】磁気記録再生装置の走行系は、図８に示す
ように、磁気ヘッド５４を備えた回転ドラム装置５８、
供給リール５６、巻き取りリール５７、回転ポスト５
９，６０，６１，６２，６３，６４、傾斜ポスト６６，
６７、ピンチローラ６８、キャプスタン６９、テンショ
ンアーム７０を備えている。これらの間を磁気テープ６
５が掛け渡されている。

【００５７】供給リール５６に巻かれた磁気テープ６５
は、ピンチローラ６８とキャプスタン６９による引き込
み動作で走行し、傾斜ポスト６６、６７による案内で回
転ドラム装置５８に搭載される磁気ヘッド５４に押しつ
けられ、ピンチローラー６８とキャプスタン６９の間を
通って巻き取りリール５７に巻き取られていく。回転ド
ラム装置５８は、いわゆる上回転ドラム方式であり、こ
の回転ドラムの側面には、側面から２０μｍ突出するよ
うに２つの磁気ヘッド５４が取り付けられている。

【００５８】この磁気記録再生装置に磁気テープを走行
させると、磁気テープは、回転ドラム装置の回転に伴う
空気の流れによって、ヘッドの溝へと引き寄せられる。
このため、磁気テープは、磁気ヘッドの周囲においてヘ
ッド側へと引き寄せられた状態でヘッドと摺動する。こ
の状態を、テープ摺動方向に沿った断面（図９（ａ））
および同方向に直交する方向に沿った断面（図９
（ｂ））について示す。図９（ａ）、図９（ｂ）に示し
たように、溝６近傍で磁気テープ６５がヘッド５４側へ
の引き寄せられているため、磁気テープの入側と出側で
テープ浮上量が変動しても、ヘッドタッチが良好に保持
される。特に、磁気テープの厚さ（全厚）が異なるテー
プが使用されるために磁気テープの浮上形状が一定とな
らない場合であっても、磁気コア周囲の溝により、安定
したヘッドタッチが得られる。

【００５９】これに対し、図１０（ａ）および図１０
（ｂ）に示すように、従来の積層型磁気ヘッド１００を
上記と同様の装置に用いた場合のヘッドタッチは、磁気
テープ６５の入側と出側でテープ浮上量が変動した場合
に、その影響を解消することができず、不安定となる。

【００６０】上記のように、本実施形態の磁気記録再生
装置によれば、良好なヘッドタッチを確保しながらも、
磁気ヘッド摺動面の面積が大きいため、磁気テープの接
触面圧が小さくなり、磁気ヘッドの摺動面の摩耗量が少
なくなる。また、この薄膜磁気ヘッドは、従来の磁気ヘ
ッドのように外部に巻き線を施す必要がないため、薄膜
磁気ヘッドを取り付ける上ドラムの窓のサイズを従来に
比べて小さくすることができる。窓を小さくすることに
よって、磁気テープが回転ドラムと接触することを防ぐ
効果も得られる。

【００６１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、摩耗量が少なく、ヘッドタッチが良好な薄膜磁
気ヘッドを提供することができる。この磁気ヘッドは、
特にヘリカルスキャン型磁気記録再生装置に適してい
る。また、本発明によれば、この薄膜磁気ヘッドを効率
的に製造することができる。さらに、本発明によれば、
優れた再生出力を長時間安定して得られる磁気記録再生
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜磁気ヘッドの一形態のへッドチ
ップの斜視図である。

【図２】本発明の薄膜磁気ヘッドの別の一形態のヘッ
ドチップの斜視図である。

【図３】本発明の薄膜磁気ヘッドのまた別の一形態の
ヘッドチップの斜視図である。

【図４】本発明の薄膜磁気ヘッドのさらに別の一形態
のヘッドチップの斜視図である。

【図５】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法の一形態
の工程図であり、図５（ａ）は基板形成工程を示す斜視
図であり、図５（ｂ）は薄膜磁気ヘッド形成工程を示す
斜視図であり、図５（ｃ）はヘッドバー形成工程を示す
斜視図であり、図５（ｄ）は溝形成工程を示す斜視図で
あり、図５（ｅ）はヘッドチップ形成工程を示す斜視図
であり、図５（ｆ）は上記工程により作製した薄膜磁気
ヘッドの側面図である。

【図６】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法の別の一
形態の工程図であり、図６（ａ）は基板形成工程を示す
斜視図であり、図６（ｂ）は薄膜磁気ヘッド形成工程を
示す斜視図であり、図６（ｃ）はヘッドバー形成工程を
示す斜視図であり、図６（ｄ）は磁気コア周囲の切削工
程を示す斜視図であり、図６（ｅ）は磁気コア周囲に配
置する基板に穴を形成する工程を示す斜視図であり、図
６（ｆ）はヘッドバーと穴を形成した基板を接着する工
程を示す斜視図であり、図６（ｇ）はヘッドチップ形成
工程を示す斜視図であり、図６（ｈ）は上記各工程によ
り作製した薄膜磁気ヘッドの側面図である。

【図７】本発明の磁気記録再生装置の一形態における
回転ドラム装置の斜視図である。

【図８】本発明の磁気記録再生装置の一形態における
走行系概略図である。

【図９】本発明の磁気記録再生装置に磁気テープを走
行させたときのテープ変形形状を示す図であり、図９
（ａ）は磁気テープの摺動方向の変形形状を示す断面図
であり、図９（ｂ）は磁気テープの摺動方向に垂直な方
向の変形形状を示す断面図である。

【図１０】従来の磁気記録再生装置に磁気テープを走
行させたときのテープ変形形状を示す図であり、図１０
（ａ）は磁気テープの摺動方向の変形形状を示す断面図
であり、図１０（ｂ）は磁気テープの摺動方向に垂直な
方向の変形形状を示す断面図である。

【図１１】従来の積層型磁気ヘッドの一形態の斜視図
である。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１，４１磁気抵抗効果素子（ＭＲ
素子）２，１２，２２，３２，４２保護膜３，１３，２３端子部４，５，１４，１５，１７，２４，２５，３０ａ，３０
ｂ，４０ａ，４０ｂ，４５基板６、２６、２７、３４溝７摺動面１６間隔２８耐摩耗膜３３，４３ヘッドバー３５，４６ヘッドチップ３６，４７ヘッドベース４４貫通穴５０上回転ドラム５１ドラム溝５３下ドラム５４磁気ヘッド６５磁気テープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋健大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者武田裕美大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5D034 BA03 BA17 BA19 BA30 BB01 CA01 DA07 5D111 AA01 AA12 AA23 BB01 DD03 DD06 DD13 DD14 FF15 FF18 FF21 HH15 HH16 JJ21 JJ24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気抵抗効果素子を備えた薄膜磁気ヘッ
ドであって、磁気記録媒体との摺動面に凹部が形成され
ていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】磁気記録媒体との摺動方向に実質的に平
行な方向および前記摺動方向に実質的に垂直な方向から
選ばれる少なくとも一方に沿って凹部が形成されている
請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】磁気抵抗効果素子を囲むように凹部が形
成されている請求項１または２に記載の薄膜磁気ヘッ
ド。
【請求項４】磁気抵抗効果素子を囲む凹部が摺動面を
平面視により観察して略矩形に形成されている請求項３
に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】磁気抵抗効果素子を構成する材料よりも
耐摩耗性に優れた材料が前記磁気抵抗効果素子を囲むよ
うに配置され、前記材料に凹部が形成されている請求項
１〜４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】磁気抵抗効果素子を構成する材料よりも
耐摩耗性に優れた膜が摺動面に形成されている請求項１
〜５のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】第１の基板上に複数の磁気抵抗効果素子
を形成する工程と、前記磁気抵抗効果素子を覆うように
前記第１の基板上に保護膜を形成する工程と、前記第１
の基板と第２の基板とを前記保護膜を形成した面が内側
となるように接合してヘッドバーを作製する工程と、前
記第１の基板と前記第２の基板との接合面が露出してい
る前記ヘッドバーの表面に凹部を形成する工程と、前記
磁気抵抗効果素子および前記接合面が各個片に含まれる
ように前記ヘッドバーを切断して前記各個片を薄膜磁気
ヘッドとする工程と、を含むことを特徴とする薄膜磁気
ヘッドの製造方法。
【請求項８】第１の基板上に複数の磁気抵抗効果素子
を形成する工程と、前記磁気抵抗効果素子を覆うように
前記第１の基板上に保護膜を形成する工程と、前記第１
の基板と第２の基板とを前記保護膜を形成した面が内側
となるように接合してヘッドバーを作製する工程と、前
記磁気抵抗効果素子が各突出部に含まれ、前記第１の基
板と前記第２の基板との接合面が前記各突出部において
露出するように、前記ヘッドバーに複数の突出部を形成
する工程と、前記各突出部を挿入したときに前記各突出
部との間に隙間が確保されるように第３の基板に複数の
開口部を形成する工程と、前記隙間が確保されるように
前記各突出部を前記開口部に挿入した状態で前記第３の
基板を前記ヘッドバーに固定する工程と、前記磁気抵抗
効果素子が各個片に含まれるように前記ヘッドバーを切
断して前記各個片を薄膜磁気ヘッドとする工程と、を含
むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】請求項１〜６に記載の薄膜磁気ヘッドを
外周面に備えた回転ドラム装置と、磁気テープを案内し
て前記外周面に前記磁気テープを当接させるテープ案内
機構とを備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。